航測數(shù)字化地圖編繪技術分析

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，我國在航測數(shù)字化成圖方面的技術不斷提高，其具有易于攜帶、精度高、出圖周期較短的優(yōu)點，該種成圖方法已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的成圖方法。本文在分析航測數(shù)據(jù)產(chǎn)品模式的基礎上，描述了航測數(shù)字成圖的流程，對航測數(shù)字成圖的有關問題做了深入探討，以期對相關工作人員有所幫助。

關鍵詞：航測；數(shù)字化地圖；編繪

中圖分類號：P231.5

科技發(fā)展推動著基礎測繪手段不斷更新，應用領域更加廣闊，測繪技術的不斷發(fā)展使得數(shù)字攝影測量成為人們關注的焦點，它將成為我國日后數(shù)字測圖的主要發(fā)展方向。所謂數(shù)字地圖，是指以數(shù)字的形式，將數(shù)據(jù)存儲在光盤、磁盤等介質(zhì)中，該種地圖主要通過三種途徑獲得，即：地面數(shù)字測圖、原圖數(shù)字化以及航測數(shù)字成圖。本文主要就航測數(shù)字化地圖的編繪技術進行分析。

1 航測數(shù)字成圖

如果一個測區(qū)的面積很大，為獲得全方位、高精度的的成圖，就可以選擇航空攝影機進行，利用航空攝影機在空中拍攝地面的影像，通過外業(yè)的判讀，在內(nèi)業(yè)建立地面的相關模型，然后利用計算機中的專業(yè)繪圖軟件在模型上進行標準化測量，就可以方便快捷的獲取數(shù)字地形圖。這就是航測數(shù)字成圖。此種方法實現(xiàn)了室內(nèi)作業(yè)，把大量繁雜的外業(yè)測量工作搬到了室內(nèi)，在室內(nèi)就可完成，并且其成圖的速度更加快捷、精準，成本較低，不受外界氣候因素的控制，比較適合在城市密集區(qū)域進行大面積的成圖。從某種意義上說，航測數(shù)字化成圖就是常規(guī)航測成圖工藝加微機自動化，因此，航測外業(yè)資料仍舊是保證數(shù)字化成圖數(shù)學精度的重要基礎性工作。

2 產(chǎn)品模式簡介

現(xiàn)階段，根據(jù)我國基礎地理空間對于數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術的要求以及不同用戶的實際需求，我國將基礎地理空間的數(shù)據(jù)產(chǎn)品主要分為數(shù)字高程模型、數(shù)字柵格地圖、數(shù)字正射影像圖以及數(shù)字線劃圖四種基本模式。其中數(shù)字高程模型是在高斯投影平面上規(guī)則或不規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標（X，Y）及其高程（Z）的數(shù)據(jù)集；數(shù)字柵格地圖是以柵格數(shù)據(jù)格式存儲和表示的地圖圖形數(shù)據(jù)文件；數(shù)字正射影像圖簡稱為DOM，主要借助數(shù)字高程模型進行，對對掃描處理以后的數(shù)字化航空像片以及遙感影像，逐像元進行微分糾正、輻射糾正以及鑲嵌，然后按照標準分幅的地形圖范圍進行裁切生成的影像數(shù)據(jù)，帶有公里格網(wǎng)和內(nèi)、外圖廓整飾和注記的影像平面圖，具有影像和地圖的幾何精度等特征。用戶根據(jù)自身需要，可以將這些產(chǎn)品進行組合，依據(jù)數(shù)字和模擬兩種形式提供復合產(chǎn)品，例如，將數(shù)字正射影像圖疊加至數(shù)字線劃圖，就可以形成數(shù)字影像地形圖。

3 航測數(shù)字成圖的流程

基于航測的空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程主要有五步，即：資料準備、影像掃描、定向建模、數(shù)據(jù)采集以及元數(shù)據(jù)制作。

在資料準備階段，首先要準備好航攝所需的各種資料，包括地形圖、航攝驗收報告、控制點資料、航攝底片、航攝機鑒定表等；其次要分析影像質(zhì)量、控制點質(zhì)量以及飛行質(zhì)量，然后認真檢查與航攝儀有關的各種參數(shù)，重點觀察參數(shù)是否殘缺。

在影像掃描階段，需要根據(jù)實際情況對掃描參數(shù)進行適當設置和調(diào)整，掃描范圍要在保證影像完整的前提下，盡量縮小，這樣有助于數(shù)據(jù)量的壓縮。影像掃描的分辨率由地面分辨率與航攝比例尺分母進行確定。

在定向建模階段，要自動搜尋框標點，然后放大切準框標點進行內(nèi)定向，借助計算機可以完成定向工作。定向要嚴格按照要求進行，若不符合，要進行重新定向，直到在限差之內(nèi)方可。最后，要注意檢查定向的精度和坐標殘差。

在數(shù)據(jù)采集階段，進行判讀采集要找準目標點并按照中心線和中心點的要求采集相關要素，采集過程中要注意找準位置。對于線狀要素上點的密度把握，要保證其幾何形狀清晰可見，不失真，并且曲率越大，密度也要越大；對于點狀要素在采集時要注意其定位點。每一個相對的數(shù)據(jù)要求接邊，匹配點與等視差曲線需要進行漫游檢查，這樣能夠有效保證準確性。同時，還要人工對地形地貌點或線以及水域等邊線進行加測。其次，對采集過來的大量數(shù)據(jù)要進行整理與分層，最常見的處理方式是編輯屬性或圖形，矢量數(shù)據(jù)的線條要盡可能保證光滑，并且數(shù)據(jù)線條之間的關系要科學合理，拓撲關系要保證正確，屬性值以及屬性項要準確。同時還要采用微分糾正的方法對影像進行重采樣，以獲得DOM相關數(shù)據(jù)。

最后，對DEM和DOM數(shù)據(jù)要進行單模型數(shù)據(jù)的拼接，檢查矢量數(shù)據(jù)接邊是否符合要求，拼接處接邊差是否符合要求，如果不符合要求，要將正確的數(shù)據(jù)進行修改，然后按照圖幅大小進行裁切，生成新的以幅為單位的數(shù)據(jù)，或者重新采集新的數(shù)據(jù)，

在元數(shù)據(jù)制作階段，利用專業(yè)軟件計算輸入各個屬性項中，對于無法自動輸入的重要數(shù)據(jù)，就要借助人力進行手動輸入。基于全數(shù)字攝影測量的數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程如下圖所示：

4 航測數(shù)字化成圖應該注意的問題

4.1 數(shù)據(jù)采集注意的問題

首先，面狀地物應當閉合。房屋采集過程中，需要根據(jù)房屋的不同層數(shù)進行分開采集，同一層數(shù)的房屋同時采集，不同層數(shù)的房屋同時采集，采集房屋要注意使用閉合功能，這樣才能構成面狀結構。對于相互關聯(lián)的房屋建筑進行采集時，要注意設置成捕捉的狀態(tài)，這樣有助于避免點位的錯移。對相互重疊的邊進行重復采集，這樣可使房屋呈現(xiàn)閉合狀，構成面狀。

其次，在采集過程中要注意按照地形圖要素和代碼。注意在檢查作業(yè)與采集作業(yè)的過程中，不僅要關注地形描繪的錯漏之處和地物，還要注意正確選擇層碼，它直接決定著地物地貌屬性，層碼錯誤也就是數(shù)據(jù)屬性錯誤。在采集過程中，要嚴格控制層碼錯誤發(fā)生。

最后，地物采集方法。在地物共線的時候，線方位需要相互重合以保證一致。最常見的情況是坎邊線和路邊緣相互重合，采集過程中，不可避免的會出現(xiàn)誤差，誤差的存在使得地物之間有時無法共線，這時能夠運用捕捉的方法或用線進行拷貝，以此使之共線。但由于有的采集軟件功能不夠完善，也可以重復采集，采集玩的數(shù)據(jù)在編輯的時候再做處理。

4.2 圖形編輯及檢查時應注意的問題

首先，要注意檢查屬性精度和邏輯一致性。檢查各采集要素和編輯注記層是否使用正確，避免出現(xiàn)漏層、錯層或多層的情況；檢查面狀要素的封閉情況、閉合關系正確與否、要素結點匹配關系以及不同層的公共邊是重合狀況；有向點、有向線的方向是否正確等。在最后出圖時，注意遮掩，切忌使用交斷，交斷會影響元素的屬性關系和完整性。

其次，要保證高程精度。傳統(tǒng)的線性地物用圖發(fā)揮著數(shù)字文件的作用，在高程方面要求不多，由此導致了不好的習慣，例如，隨便復制帶高程的線以及各種符號，這種做法的實際高程值是錯誤的。因此，培養(yǎng)良好的作業(yè)習慣很重要，確保地理要素高程的真實性。

5 結束語

應用航空攝影測量方法制作數(shù)字地形圖，可以快速提供各種大比例尺的地形圖，并且可以轉(zhuǎn)換成其他專業(yè)用圖，航測數(shù)字化地圖質(zhì)量高、現(xiàn)勢性強，并且實現(xiàn)了信息共享，一種資料多種用途，有助于減少和節(jié)約政府費用。航測數(shù)字化地圖編繪技術在未來必將有更廣闊的發(fā)展空間和前景，為城市發(fā)展和測繪事業(yè)做出突出貢獻。

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作者簡介：袁月紅（1979.05-），女，河北石家莊人，助理工程師，本科，研究方向：航測與遙感。

作者單位：河北省制圖院，石家莊 050031